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Luftpyrometer.
Es ist bekannt, Wärmemes8ungen dadurch auszuführen, dass man eine bestimmt abgemessene für jede Messung gleichbleibende Luftmenge von bekannter Temperatur t, in einen der zu niessenden Temperatur t2 ausgesetzten Messraum hineipresst und die dabei eintretende Luft-
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der eingepressten Aussenluftmenge und der Temperatur des die letztere aufnehmenden Messraumes benutzt.
Dieses bekannte Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, dass die einer Quecksilbersäule II entsprechenden Endmessspannungen bei grossen Temperaturdifferenzen t2-t1 z. B. bei Glühhitze t2 des Messraumes r2 die Luftspannungen in diesem Raum so gross werden, dass seine erglühten Wandungen leicht deformieren und die Messungen ungenau werden.
Diesem bekannten Verfahren gegenüber, das aber bei vorliegender Erfindung gleichfalls
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Dieses neue Verfahren nach vorliegender Erfindung besteht darin, dass die vor Beginn einer Messung im Pyrometer bezw. in einem Raum v, abgefangene Messluftmenge nicht wie bei
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eines Rohres 19 mit einem Behälter 17 für Quecksilber oder eine andere Flüssigkeit 18. Ferner kommuniziert der Messraum v2 durch Rohr 1 mit einem elastischen Rallme'Va, der z. B. eine Glocke sein kann, die in Quecksilber 3 eintaucht, das sich in einem Behälter 2 befindet.
Der Flusaigkeitabehalter 77 ist durch ein Rohr 16, in welchem ein Luftraum 75 eingeschaltet ist, mit einem Standrohr 12 verbunden, das einen intermittierenden Heber 13 besitzt.
Das Standrohr 12 kann in bestimmten Zeitabschnitten periodisch durch eine Vorrichtung gespeist werden, die aus einem mit Zufluss 14, Überlauf 22 und Abfluss 23 versehenen Wasserbehälter 27 sowie aus einem darunter befindlichen, mit intermittierendem Heber 25 versehenen Wassergefäss 24 besteht.
Der elastische Raum bezw. die Mess-bezw. Registrierglocke f :, ist durch eine Stange 4 mit einem Registrierhebel6 verbunden und in beliebiger Weise z. B. durch eine Gewicht 48 so belastet, dass er erst bei Eintritt eines bestimmten, einer Queeksilbersäule H das Gleichgewicht haltenden Pyrometerinnendruckes aus dem Quecksilber 3 herausgehoben wird, also jeder weiter noch sodann in ihn gelangenden Luftmenge ausweicht.
Der Registrier-bezw. Anzeigehebel 6 ist um eine Achse 5 drehbar und trägt mittels einer Verlängerung 7 und eines Gestänges 27 eine Anzahl Aneroidbarometerdosen 26 und mittels eines
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Fig. 2 zeigt eine Auafihrungsform des Luftpyrometers, bei welcher die Messluftmenge unmittelbar von der Mcssglocke abgefangen wird, welche wie diejenige der Fig. 1 wieder durch eine Stange 4 mit dem Registrierhpbe ! 6 verbunden ist, der ausser dem Schreibzeug 8, 9 einerseits noch das mit einem Zufluss 14 und einem intermittierenden Heber 13 versehene Wassergefäss 12 trägt, das auch mit einer periodischen Speisung 21-25 (Fig. 1) versehen sein kann.
Andererseits seiner Achse oder Schneide 5 trägt der Registrierhebel 6 mittels eines Biigels 7
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dosen 26. die durch ein Gestänge 27 mit zweiarmig übersetzten Hebeln 28 und 29 und durch einen Lenker 30 mit einem Gewicht 32 verbunden sind.
Der das Quecksilber 3 und die Glocke v1 enthaltende Behälter 2 kann von einem Kühloder Heizmantel33 umgeben sein, der von dem Kühl-oder Heizmittel in den Pfeilrichtungen 34, 35
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Das Pyrometer nach Fig. 1 wirkt wie folgt :
Steigt der atmosphärische äussere Luftdruck, so werden die Flächen der Aneroiddosen 26 mehr zusammengedrückt, wodurch der Schreibzeugbolzen 32 mittels des zweiarmigen Hebels 28 von der Hebeldrehachse 5 mehr entfernt wird, die Schreibfeder 9 also bei einem sonst gleichen Hebelwinkelausschlag einen grösseren Hub erhält, als bei niedrigerem Barometerstande.
Senkt der atmosphärische Luftdruck, so biegen sich die Aneroiddosen 26 infolge ihrer eigenen Elastizität entsprechend auf und nähern den Schreibzeugbolzen 32 der Hebeldrehachse 5, so dass die 8chrl'ibfeder 9 bei gleichem Ausschlagwinkel des Hebels 6 einen kleineren Hub erhält.
Die Aneroiddosen 26 regulieren mithin den Hub der Schreibfeder 9 entsprechend den barometrischenäusserenLuftdruckwechselnganzautomatich.
Ausser der Zeit einer Messung ist das Standrohr 12 und der Luftraum 15 wasserleer und das Quecksilber 18 im Gefäss 17 nimmt sein Ruheniveau M ein, das Rohr 20 ist dabei offen und alle inneren Pyrometerräume stehen jetzt in freier Verbindung mit der Aussenluft, also unter atmosphärischem Druck.
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Quecksilbersäule aufgestiegen, die der Säule II sowie der Wassersäule Ici das Gleichgewicht hält, die Messung ist jetzt beendet, da der Heber 13 ansetzt, die Wassersäule H1 und damit auch der Pyrometermessdruck wieder sinkt, bis nach dem völligen Aushebern des Standrohres 12 im Pyrometer wieder atmosphärischer Druck eintritt und dieses wieder für eine neue Messung bereit ist, welche beginnt, sobald der Heber 25 des Gefässes 24 ansetzt, das vom Gefässe 21 immer ganz gleichmässig gespeist wird, weil der Wasserstand in letzterem immer konstant bleibt, so dass sich also die einzelnen Wärmemessungen in gleichen Zeitabschnitten automatisch wiederholen.
Ist nun bei einem Messvorgang die Temperatur des Kanales [ der Temperatur t, der Aussenluft gleich, so findet ein Ausschlag der Registriervorrichtung nicht statt, d. h. die dabei im Pyrometerinnern eintretende Luftvolumenveränderung ist eine solche, dass die Messglocke v@ eben noch in ihrer Ruhelage verbleibt.
Ist jedoch grösser als tl, so tritt auch durch die Erwärmung der in den Raum t'g gelangenden Luft um t2-t1 eine Volumeuvermehrung unter der Glocke v, ein, der diese sodann ausweicht, mithin sich und damit auch die Registriervorrichtung
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um so mehr Luft unter die Glocke und um so weniger Luft von der Temperatur t1 in den Mess- raum gelangt, weil sie in diesem sofort auf die Temperatur t2 erwärmt wird. Es bleibt mithin bei diesem Pyrometer die in den Messraum v2 gepresste und dabei von der Temperatur t1 auf die Temperatur erwärmte Luftmenge nach dieser Erwärmung, abgeschen von der Volumen-
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Sobald das Standrohr 12 mit Wasser gefüllt und dabei in den Räumen 15, 16 und 17 eine Luftmenge abgefangen und verdichtet wird, so bewirkt diese Luftverdichtung ein Aufsteigen des Quecksilbers in die Rohre 19 und 20 sowie in den Raum v1, und zwar bis zur marke m. Hierbei wird die vorher im Raume t'l unter atmosphärischem Druck und unter der Temperatur t1 ab-
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gleicher Enddruck vorherrscht, weil die Drucksäule H1 stets die gleiche bleibt und auch die Belastung der Glocke durch das Gewicht 4a gleich bleibt. Aus dem gleichen Grunde bleibt auch für alle Messungen die Quecksilbersäule//immer die gleiche, weil sie dem inneren Enddruck im Pyrometer das Gleichgewicht hält.
Das Pyrometer der Ausführungsform nach Fig. 2 wirkt wie folgt :
Die Aneroiddosen 26 verstellen hier mittels Gestänge und Hebel 27, sur, 30, 29 das Gewicht 32 so, dass dieses bei steigendem atmosphärischem Luftdruck der Drehachse 5 des Registrierheberls 6 genähert, bei sinkendem Luftdruck aber dieser Achse mehr entfernt wird, wodurch der Schwerpunkt der schwingenden Registrierteile derart verlegt wird, dass das für alle Messungen gleich-
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durch eine eben so hohe bezw. lange Linie registriert wird. als bei geringerem Luftdruck.
Im gezeichneten Ruhezustand ist die Glocke ! etwas aus dem Quecksilber J ausgehohen
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raum t"gepresst wird.
Hat das Wasser den Scheitel des Hebers 13, das Gefäss 12 mithin ein bestimmtes grösseres
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Quecksilbersäule H, die ihre grösste Höhe erreicht, sobald auch das Wassergewicht in I sein Maximum erreicht hat, d. h. wenn der Heber 13 aussetzt.
In diesem Augenblick ist auch die Messung beendet, weil die Glocke ihren grössten Weg zurückgelegt hat, da ihr Innendruck eben auch wieder der Quecksilbersäule H das Gleichgewicht hält bezw. einesteils der Quecksilbersäule H, anderenteils der Wirkung des bis zum Heber 13 gefüllten Gefässes 12 das Gleichgewicht hält, also auch bei dieser Pyrometer, in dessen Inneren am Ende der Messung stets unter allen Temperaturdifferenzen ein Gleichgewichtszustand vorherrscht, der der Höhe der Quecksilber-
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je höher die Temperaturdifferenz t2-t1 ist, weil die aus der Glocke v, entweichende Luftmenge um so kleiner ist, je grösser die Temperaturdifferenz tu-tu ist.
Das Pyrometer nach beiden Figuren kann umgekehrt auch so eingerichtet werden, dass Luft aus dem Messraum u. in den Raum v1 abgesaugt, also von t2 auf t1 abgekühlt wird.
Darstellung und Beschreibung sind nur beispielsweise gegeben, es sind auch andere Ausführungsformen möglich, insbesondere können die Hebel 6 usw. durch äquivalente Mittel, Rollen, Scheiben usw. ersetzt werden. Die Aneroiddosen können auch durch andere durch Luftdruckwechsel beeinflusste Hohlkörper ersetzt werden.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Luftpyrometer, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfluss der äusseren atmosphärischen Luftdruckwechsel auf die Messvorgänge durch eine mit der Mess-bezw. Registriervorrichtung verbundene und von diesen barometrischen Druckwechseln selbst betätigte Einrichtung (zum Beispiel durch eine Anzahl Aneroidbarometerdosen 26) automatisch beseitigt wird, und dass der entweder von der Mess- bezw.
Registriervorrichtung aufgenommene (Fig. 1) oder mit deren HIlfe erzeugte (Fig. 2) Messdruck und die Förderung der Messluftmengen in beziehungsweise aus
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automatisch erfolgen, sowie dass entweder die Bewegungen der Sperr- berzw. messflüssigkeit oder Druckflüssigkeit oder die Bewegungen eines die Messung bewirkenden bezw. einleitenden Momentes Glocke, Schwimmer oder dergl. ) oder beide Mittel zugleich zu Registrierzwecken benutzt werden.
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Air pyrometer.
It is known to carry out heat measurements by pressing a certain amount of air at a known temperature t, which is constant for each measurement, into a measuring room exposed to the temperature t2 to be sneezed and the air entering
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the amount of outside air pressed in and the temperature of the measuring room accommodating the latter.
However, this known method has the disadvantage that the final measurement voltages corresponding to a mercury column II at large temperature differences t2-t1 z. B. at annealing heat t2 of the measuring room r2 the air tensions in this room become so great that its glowed walls deform easily and the measurements become imprecise.
Compared to this known method, but also with the present invention
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This new method according to the present invention is that the BEZW before starting a measurement in the pyrometer. in a room v, the intercepted measuring air volume not as in
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a tube 19 with a container 17 for mercury or another liquid 18. Furthermore, the measuring space v2 communicates through tube 1 with an elastic Rallme'Va, which z. B. can be a bell that is immersed in mercury 3, which is located in a container 2.
The liquid container 77 is connected to a standpipe 12 which has an intermittent lifter 13 through a pipe 16 in which an air space 75 is switched on.
The standpipe 12 can be fed periodically in certain time segments by a device which consists of a water container 27 provided with an inflow 14, overflow 22 and outflow 23 and a water vessel 24 located underneath and provided with an intermittent siphon 25.
The elastic space respectively. the measuring resp. Registration bell f: is connected by a rod 4 to a registration lever 6 and can be used in any way, for. B. loaded by a weight 48 so that it is only lifted out of the mercury 3 when a certain, a Queeksilbersäule H the equilibrium pyrometer internal pressure occurs, so evades any further amount of air that enters it.
The registration resp. Indicator lever 6 is rotatable about an axis 5 and carries by means of an extension 7 and a rod 27 a number of aneroid barometer boxes 26 and by means of one
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FIG. 2 shows an embodiment of the air pyrometer in which the measuring air volume is caught directly by the bell which, like the one in FIG. 1, is again carried out by a rod 4 with the registration head! 6 is connected, which in addition to the writing utensils 8, 9 on the one hand also carries the water vessel 12 provided with an inlet 14 and an intermittent lifter 13, which can also be provided with a periodic feed 21-25 (FIG. 1).
On the other hand, its axis or cutting edge 5 is supported by the registration lever 6 by means of a lever 7
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cans 26. which are connected by a linkage 27 with two-armed levers 28 and 29 and by a handlebar 30 with a weight 32.
The container 2 containing the mercury 3 and the bell v1 can be surrounded by a cooling or heating jacket 33 which is surrounded by the cooling or heating means in the arrow directions 34, 35
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The pyrometer according to Fig. 1 works as follows:
If the atmospheric external air pressure rises, the surfaces of the aneroid cans 26 are compressed more, whereby the writing tool pin 32 is removed more from the lever axis of rotation 5 by means of the two-armed lever 28, the pen 9 thus receives a greater stroke with an otherwise identical lever angle deflection than with a lower stroke Barometer reading.
If the atmospheric air pressure drops, the aneroid cans 26 bend accordingly due to their own elasticity and approach the writing tool pin 32 of the lever axis of rotation 5, so that the rotary spring 9 receives a smaller stroke with the same deflection angle of the lever 6.
The aneroid cans 26 consequently regulate the stroke of the pen 9 completely automatically in accordance with the barometric external air pressure changes.
Outside of the time of a measurement, the standpipe 12 and the air space 15 are empty of water and the mercury 18 in the vessel 17 is at rest level M, the pipe 20 is open and all inner pyrometer rooms are now in free connection with the outside air, i.e. under atmospheric pressure .
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The mercury column has risen, which keeps the column II and the water column Ici in equilibrium, the measurement is now over as the siphon 13 starts, the water column H1 and thus the pyrometer measuring pressure sinks again, until it becomes more atmospheric again after the standpipe 12 in the pyrometer has been completely lifted out Pressure occurs and this is again ready for a new measurement, which begins as soon as the lifter 25 of the vessel 24 attaches, which is always fed evenly by the vessel 21, because the water level in the latter always remains constant, so that the individual heat measurements repeat automatically in equal time intervals.
If, during a measurement process, the temperature of the duct [the temperature t, of the outside air is the same, the recording device does not deflect; H. the air volume change occurring inside the pyrometer is such that the measuring bell v @ just remains in its rest position.
However, if it is greater than tl, the heating of the air entering the room t'g by t2-t1 causes a new increase in volume under the bell v, which then evades it, thus itself and with it the registration device
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the more air under the bell jar and the less air from temperature t1 into the measuring room, because it is immediately heated to temperature t2. With this pyrometer, the amount of air pressed into the measuring chamber v2 and thereby heated from the temperature t1 to the temperature remains after this heating, separated from the volume
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As soon as the standpipe 12 is filled with water and an amount of air is captured and compressed in the spaces 15, 16 and 17, this air compression causes the mercury to rise into the tubes 19 and 20 and into the space v1, up to the mark m . Here the previously in the room t'l is reduced under atmospheric pressure and under the temperature t1.
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the same final pressure prevails because the pressure column H1 always remains the same and the load on the bell from the weight 4a also remains the same. For the same reason, the mercury column // always remains the same for all measurements, because it keeps the final internal pressure in the pyrometer in equilibrium.
The pyrometer of the embodiment according to Fig. 2 works as follows:
The aneroid cans 26 adjust the weight 32 by means of rods and levers 27, sur, 30, 29 so that it approaches the axis of rotation 5 of the registration lever 6 when the atmospheric air pressure rises, but this axis is further removed when the air pressure drops, whereby the center of gravity of the oscillating Registration parts are laid in such a way that the same for all measurements
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by an equally high resp. long line is registered. than at lower air pressure.
The bell is in the idle state! dug something out of the mercury J.
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space t "is pressed.
If the water has the apex of the lifter 13, the vessel 12 is therefore a certain larger one
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Mercury column H, which reaches its greatest height as soon as the water weight in I has also reached its maximum, d. H. when the lifter 13 stops.
At this moment, the measurement is also finished because the bell has covered its greatest distance, since its internal pressure also keeps the mercury column H in equilibrium again. On the one hand the mercury column H, on the other hand the action of the vessel 12 filled up to the siphon 13 maintains the equilibrium, i.e. also with this pyrometer, inside of which at the end of the measurement a state of equilibrium always prevails under all temperature differences, which corresponds to the level of the mercury
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the higher the temperature difference t2-t1, because the amount of air escaping from the bell v, the smaller the greater the temperature difference tu-tu.
The pyrometer according to both figures can, conversely, also be set up so that air from the measuring room u. is sucked into the room v1, so it is cooled from t2 to t1.
The illustration and description are only given by way of example; other embodiments are also possible; in particular, the levers 6 etc. can be replaced by equivalent means, rollers, discs etc. The aneroid cans can also be replaced by other hollow bodies influenced by changes in air pressure.
PATENT CLAIMS:
1. Air pyrometer, characterized in that the influence of the external atmospheric pressure change on the measurement processes by a with the measurement respectively. Recording device connected and self-actuated by these barometric pressure changes device (for example by a number of aneroid barometer boxes 26) is automatically eliminated, and that either the measuring or.
Recording device recorded (Fig. 1) or generated with its aid (Fig. 2) measurement pressure and the conveyance of the measurement air quantities in or out
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take place automatically, and that either the movements of the locking berzw. measuring fluid or hydraulic fluid or the movements of a respectively causing the measurement. introductory moment bell, float or the like.) or both means can be used at the same time for registration purposes.
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